IEC 61577-62026 辐射防护仪器 氡和氡衰变产物测量仪器 第6部分使用固态核径迹探测器的被动积分氡测量系统标准立项发展报告

辐射防护仪器氡和氡衰变产物测量仪器第6部分：使用固态核径迹探测器的被动积分氡测量系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Radiationprotectioninstrumentation-Radonandradondecayproductmeasuringinstruments-Part6:Passiveintegratingradonmeasurementsystemusingsolid-statenucleartrackdetectors摘要氡（Rn-222）及其衰变产物被世界卫生组织（WHO）认定为仅次于吸烟的第二大肺癌致病因素，室内氡暴露的辐射防护已成为全球公共卫生领域的重要议题。为满足环境氡浓度准确测量的迫切需求，国际电工委员会（IEC）于2026年3月正式发布IEC61577-6:2026《辐射防护仪器氡和氡衰变产物测量仪器第6部分：使用固态核径迹探测器的被动积分氡测量系统》。该标准隶属于IEC61577系列标准框架，是针对采用固态核径迹探测器（SSNTD）技术的被动积分式测氡系统制定的专项国际标准。标准系统规定了该类仪器的术语定义、技术要求、试验方法、辐射特性、电气安全、环境适应性及型式试验程序，并明确了典型技术指标，涵盖探测下限、灵敏度、角响应、能量响应、环境干扰抑制等关键参数。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制原则、核心内容与技术要点，并详细介绍了主要起草单位——中国辐射防护研究院的科研实力与行业贡献。该标准的发布填补了被动积分测氡系统国际标准的空白，对规范全球氡测量市场、提升室内氡暴露评估准确性、支撑辐射防护法规实施具有重要的指导意义。关键词：辐射防护；氡测量；固态核径迹探测器；被动积分测量；IEC61577；国际标准Keywords:Radiationprotection;Radonmeasurement;Solid-statenucleartrackdetectors;Passiveintegratingmeasurement;IEC61577;Internationalstandard一、引言氡是一种天然放射性惰性气体，广泛存在于土壤、岩石、建筑材料和地下水中。世界卫生组织（WHO）于2009年发布的《室内氡手册》明确指出，氡及其短寿命衰变产物是公众所受天然辐射照射的最主要来源，约占全球公众年平均有效剂量的50%。联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）报告显示，全球室内氡浓度中位数约为40Bq/m³，而高氡地区浓度可达数百甚至数千Bq/m³。国际癌症研究机构（IARC）已将氡列为第一类致癌物，长期暴露于高浓度氡环境中会显著增加肺癌发病风险。在此背景下，国际社会对氡测量的标准化工作日益重视。IEC61577系列标准是辐射防护仪器领域关于氡和氡衰变产物测量仪器的核心标准体系，由国际电工委员会核仪器技术委员会（IEC/TC45）负责制定。该系列标准迄今已涵盖氡及氡子体测量仪器的通用要求、氡测量仪、氡衰变产物测量仪等部分。然而，随着固态核径迹探测器（SSNTD）技术在被动积分测量领域的广泛应用，其测量系统此前缺乏专门的国际标准进行规范和统一，不同制造商产品的性能差异较大，测量结果的可比性和溯源性受限。为此，IEC启动并完成了IEC61577-6:2026的制定工作，以填补这一标准空白。二、标准概述2.1标准基本信息-标准编号：IEC61577-6:2026-标准名称：辐射防护仪器氡和氡衰变产物测量仪器第6部分：使用固态核径迹探测器的被动积分氡测量系统-英文名称：Radiationprotectioninstrumentation-Radonandradondecayproductmeasuringinstruments-Part6:Passiveintegratingradonmeasurementsystemusingsolid-statenucleartrackdetectors-发布机构：国际电工委员会（IEC）-标准状态：现行-发布日期：2026年3月12日-分类号：辐射防护-国别：国际组织-语言：英语2.2标准定位与适用范围IEC61577-6:2026是IEC61577系列标准的重要组成部分。该系列标准的结构框架如下：-IEC61577-1：第1部分——氡和氡衰变产物测量仪器的一般要求-IEC61577-2：第2部分——氡测量仪的特殊要求-IEC61577-3：第3部分——氡衰变产物测量仪的特殊要求-IEC61577-4：第4部分——含氡环境大气中氡和氡子体的参考测量装置-IEC61577-5：第5部分——测量放射性活度浓度和氡析出率用被动式氡测量系统的基本要求-IEC61577-6：第6部分（本标准）——使用固态核径迹探测器的被动积分氡测量系统本标准适用于使用固态核径迹探测器（包括但不仅限于CR-39、LR-115等材料）作为敏感元件的被动积分式氡测量系统。该类系统广泛用于室内外环境氡浓度普查、居室和工作场所氡水平调查、大规模流行病学研究和建筑建材氡析出率评估等场景。标准覆盖了从探测器选择、测量装置设计到读数分析和结果报告的全过程技术要求。三、标准立项背景3.1氡暴露的公共卫生危害氡-222（Rn-222）是铀-238衰变链中的气态放射性核素，半衰期为3.82天。氡从含铀土壤和岩石中析出后，通过地面裂缝、管道穿层孔洞等路径渗入建筑物内，在封闭或通风不良的室内环境中不断累积。氡衰变产生的钋-218、铅-214、铋-214等短寿命α/β放射性子体可吸附于气溶胶颗粒表面，随呼吸进入人体支气管和肺部组织，其释放的α粒子对支气管上皮基底细胞造成辐射损伤，长期累积效应可诱发肺癌。多项大规模流行病学研究——包括欧洲22国协作研究、北美7项病例对照研究汇总分析以及中国甘肃、广东等地的室内氡暴露与肺癌关联研究——均证实了室内氡暴露与肺癌风险之间的显著正相关关系。世界卫生组织建议各成员国将室内氡浓度的参考水平设定为100Bq/m³，在不可能达到该水平的情况下不得超过300Bq/m³。国际放射防护委员会（ICRP）第65号出版物亦给出了氡暴露的剂量转换系数和工作场所行动水平建议值。3.2被动积分测氡技术发展现状固态核径迹探测器辐射测量技术基于绝缘固体材料（聚合物、晶体等）对重带电粒子（如α粒子）的损伤效应。当α粒子穿过探测器材料时，沿其径迹造成纳米尺度的链状分子断裂和晶格缺陷，经化学蚀刻后形成可被光学显微镜识别的径迹坑。径迹密度与α粒子注量成正比，通过蚀刻条件和径迹判读的标准化即可实现氡浓度的定量测量。该类探测器具有显著技术优势：无需供电、结构简单、体积小巧、成本低廉、累积测量不受短期浓度波动影响、可进行大规模布点测量。然而，其测量结果受到多重因素影响：探测器材料的灵敏度和本底特性、扩散室的几何结构、滤膜对氡子体和气溶胶的阻隔效率、蚀刻条件（温度、浓度、时间）的稳定性、径迹判读方法的一致性、环境温湿度的影响等。这些因素若缺乏统一规范，将直接影响测量数据的质量和可比性。3.3国际标准缺口的现实问题尽管IEC61577系列标准的第1、2、3部分已分别对测氡仪器的通用要求和主动式测量仪器规定了技术规范，但针对SSNTD被动积分测量系统的专项标准长期缺失。ISO11665系列标准虽覆盖了环境空气中氡测量的多项方法，但主要侧重测量方法指南而非仪器性能规范。这种标准缺位导致以下问题：1.性能评价标准不统一：不同实验室和制造商采用的性能测试方法和指标不一致，导致同类产品难以横向比较。2.质量保证体系缺失：缺乏统一的刻度校准、期间核查和质控程序，影响长期监测数据的一致性。3.国际贸易技术壁垒：各国对进口测氡系统的技术要求不同，增加了制造商合规负担。4.数据共享与整合困难：大规模调查中不同系统获得的数据难以合并分析，制约全球氡暴露数据库的构建。因此，制定专门针对SSNTD被动积分氡测量系统的国际标准，已成为辐射防护领域标准化工作的迫切需求。四、标准主要内容4.1术语与定义本标准系统定义了被动积分氡测量系统相关的术语和概念，包括但不限于：固态核径迹探测器（SSNTD）、被动式测量、积分测量、氡浓度时间积分平均值、灵敏度系数、探测下限（LLD）、本底径迹密度、蚀刻条件、径迹计数密度、刻度系数、测量不确定度等。统一的术语体系有助于消除不同国家和行业之间的理解差异，促进技术交流和标准实施。4.2技术要求4.2.1结构要求标准对SSNTD被动积分氡测量系统的结构组成提出了明确要求，包括探测元件、扩散室（采样腔）、滤膜/滤网、密封结构及安装机构等。扩散室的设计应确保探测器对氡的响应具有稳定性和可重复性，同时有效阻挡氡子体、气溶胶颗粒和水分进入探测区域。滤膜的材料和孔径应能阻挡氡子体和气溶胶，但不得显著影响氡气向探测区域的扩散传输。4.2.2性能指标标准规定了一系列关键性能指标及其试验方法，主要包括：1.探测下限（LLD）：在典型测量周期（如3个月）和常规蚀刻判读条件下，系统应具备满足环境氡测量要求的探测下限，通常要求能够在测量不确定度可接受的前提下探测到100Bq·h/m³以下的氡暴露量。2.灵敏度与刻度系数：应给出系统在标准氡浓度场中的刻度方法，确定径迹密度与氡暴露量的定量关系，并规定灵敏度系数的可接受范围。3.能量响应与角响应：系统对入射α粒子能量和入射角度的响应应具有良好的一致性，标准规定了试验方法和评价指标。4.环境因素影响：系统在温度（如-10℃至40℃范围内）、相对湿度（如20%~95%）、气压变化等条件下的测量稳定性应满足要求。5.贮存稳定性与保质期：探测器在规定的贮存条件下应保持性能稳定，标准明确了有效期和贮存条件要求。4.2.3辐射特性与电气安全虽然被动积分测氡系统通常不含电子元器件，但标准仍对可能涉及的辅助设备（如数据记录、标签识别等）提出了电磁兼容性和电气安全的基本要求，确保系统在典型使用环境中的安全性。4.3试验方法标准为上述每一项性能指标规定了明确的试验程序和条件，包括标准氡室内的刻度方法、参考测量仪器比对方法、径迹蚀刻和判读的标准操作流程等。试验方法的设计充分参考了ISO11665系列标准和国际原子能机构（IAEA）的相关技术文件，确保试验结果的可重现性和可比性。4.4型式试验与质量保证标准规定了对SSNTD被动积分测氡系统进行型式试验的完整程序，涵盖样品数量、试验顺序、接收准则和报告格式等要求。同时，标准对制造商提出了质量管理和校准服务的要求，包括应建立可追溯至国家计量标准或国际参考标准的校准服务能力，并应提供包含系统性能特征在内的型式试验证书。五、主要起草单位介绍5.1中国辐射防护研究院中国辐射防护研究院（ChinaInstituteforRadiationProtection,CIRP）作为本国际标准的主要起草单位之一，为标准的制定做出了重要贡献。该研究院隶属于中国核工业集团公司，始建于1962年，是中国辐射防护领域规模最大、学科最全、综合实力最强的专业研究机构。中国辐射防护研究院在氡测量技术领域拥有数十年的研究积累。早在上世纪八十年代，该院即在山西太原建立了中国首座标准氡室，随后建立了完善的氡测量仪器刻度与校准实验室，装备了具有国际先进水平的氡浓度控制与测量系统。该实验室可提供从低浓度到高浓度的多量级氡浓度标准氛围，满足各类测氡仪器的刻度、比对和型式试验需求。其标准装置参与国际比对，测量结果获得了国际同行的高度认可。在固态核径迹探测器应用研究方面，中国辐射防护研究院是国内最早开展SSNTD测氡技术系统研究的机构之一。该院科研人员系统研究了CR-39和LR-115等探测器材料的辐射响应特性、化学蚀刻参数的优化方法及径迹自动判读技术，开发了一系列适用于建材氡析出率测量、居室和工作场所氡浓度检测的高性能被动积分测氡系统。相关研究成果发表于《RadiationProtectionDosimetry》、《JournalofRadiologicalProtection》等国际权威学术期刊，并获多项省部级科技成果奖。该研究院代表作为中国国家成员体专家深度参与了IEC/TC45（核仪器技术委员会）的相关工作，在本标准的框架设计、技术指标确定和试验方法制定中发挥了积极作用。通过主持和参与大量现场应用和实验室验证试验，该院为标准技术条款的可行性和科学性提供了坚实的实验数据支撑。同时，中国辐射防护研究院作为全国核仪器仪表标准化技术委员会（SAC/TC30）的依托单位之一，长期以来积极推动中国辐射防护标准体系与国际标准的对接，主导或参与制修订了多项核仪器仪表领域的国家标准和行业标准，在辐射防护标准化领域积累了丰富的实践经验，为实质性地参与国际标准制定奠定了坚实基础。5.2其他参与单位除中国辐射防护研究院外，本标准还得到了国际电工委员会核仪器技术委员会（IEC/TC45）下设工作组中来自德国、法国、美国、日本、俄罗斯等多个国家的技术专家的积极响应和参与。各国在氡测量仪器研发、计量标准建设和环境氡调查等领域的技术经验在标准制定过程中得到了充分交流和融合。六、结论与展望IEC61577-6:2026作为国际电工委员会正式发布的专项国际标准，首次针对采用固态核径迹探测器的被动积分氡测量系统建立了完整、系统和权威的技术规范体系。该标准的发布具有以下重要意义：第一，标准填补了SSNTD被动积分测氡系统国际标准的空白，完善了IEC61577系列标准框架，使被动积分测氡系统在设计制造、型式试验和日常应用中有了明确的技术依据。该标准与IEC61577系列其他部分以及ISO11665系列方法标准共同构成了覆盖主动测量和被动测量、连续测量和积分测量的完整氡测量标准体系。第二，标准统一了SSNTD被动积分测氡系统的性能评价方法和质量保证要求，将有力促进全球范围内氡测量数据的可比性和一致性，为大尺度、多区域的室内氡暴露水平调查和流行病学研究的整合分析提供了技术基础。第三，标准的实施将引导和规范氡测量仪器市场，促进探测器材料的优化和测量系统的技术迭代，推动测量精度和可靠性的持续提升，为各国的室内氡防治行动计划和公众辐射防护提供更加科学可靠的技术支撑。展望未来，随着全球对室内氡危害认知的不断深化和各国氡防控政策的持续收紧，SSNTD被动积分测氡系统在环境监测、健康风险评估和建筑工程验收等领域的应用需求将持续增长。IEC鼓励各国标准化机构积极采用本标准，并结合各国具体国情制定相应的国家标准或技术规范。同时，建议加强以下方面的后续工作：一是加强SSNTD测量系统现场比对和校准服务体系建设，提升测量结果的可溯源性；二是推进径迹自动判读和人工智能识别技术的标准化，进一步提升测量效率和数据质量；三是跟踪新型探测器材料（如荧光核径迹探测器）的发展动态，适时启动标准修订或扩充工作，使标准体系始终保持与技术发展同步。中国作为全球氡测量技术的重要参与者和标准采用国，应积极推动IEC61577-6:2026向中国国家标准的转化工作，结合中国室内氡水平的实际分布特征和建筑建材特点，制定适宜国情的配套技术文件，为中国室内氡污染防控、建筑材料放射性核素限量管理和公众健康保护提供更为有力的技术保障。同时，中国辐射防护领域的技术人员应继续深入参与IEC等国际标准化组织的活动，在国际标准制定中贡献更多中国智慧和实践经验。参考文献[1]IEC61577-6:2026,Radiationprotectioninstrumentation-Radonandradondecayproductmeasuringinstruments-Part6:Passiveintegratingradonmeasurementsystemusingsolid-statenucleartrackdetectors[S].Geneva:IEC,2026.[2]IEC61577-1,Radiationprotectioninstrumentation-Radonandradondecayproductmeasuringinstruments-Part1:Generalprinciples[S].Geneva:IEC,2019.[3]ISO11665-1,Measurementofradioactivityintheenvironment-Air:radon-222-Part1:Originsofradon-222